espBerry ESP32 arendusplaat koos Raspberry Pi GPIO-ga

TOOTETEAVE

Tehnilised andmed

• Toiteallikas: Mitu allikat
• GPIO: Ühildub Raspberry Pi 40-pin GPIO päisega
• Traadita ühenduse võimalused: Jah
• Programmeerimine: Arduino IDE

Läbiview

EspBerry DevBoard ühendab ESP32DevKitC arendusplaadi mis tahes Raspberry Pi HATiga, ühendades pardal oleva RPi-ga ühilduva 40-kontaktilise GPIO päisega. See ei ole mõeldud olema Raspberry Pi alternatiiv, vaid pigem ESP32 funktsionaalsuse laiendus, kasutades turul saadaolevaid laia valikut RPi HAT-e.

Riistvara

Toiteallika pistik
EspBerryt saab toita erinevatest allikatest. Saadaolevate toiteallikate kohta üksikasjalikku teavet leiate kasutusjuhendist.

espBerry skeemid
EspBerry eesmärk oli kaardistada võimalikult palju signaale (GPIO, SPI, UART jne). Siiski ei pruugi see hõlmata kõiki turul saadaolevaid HAT-e. Oma MATSI kohandamiseks ja arendamiseks vaadake espBerry skeemi. Saate alla laadida täielikud espBerry skeemid (PDF) siin.

ESP32 DevKit Pinout
ESP32 DevKiti pinout annab visuaalse esituse plaadi tihvti konfiguratsioonist. Täielikuks view nööpnõela pildil, klõpsake siin.

Raspberry Pi 40-pin GPIO päis
Raspberry Pi-l on rida GPIO-tihvte piki tahvli ülemist serva. EspBerry ühildub 40-kontaktilise GPIO päisega, mis on leitud kõigil praegustel Raspberry Pi plaatidel. Pange tähele, et GPIO päis on mudelitel Raspberry Pi Zero, Raspberry Pi Zero W ja Raspberry Pi Zero 2 W asustamata. Enne mudelit Raspberry Pi 1 Model B+ oli tahvlitel lühem 26-kontaktiline päis. GPIO päise tihvtide samm on 0.1 (2.54 mm).

SPI-pordi ühendus
EspBerry SPI-port võimaldab täisdupleks- ja sünkroonset jadasidet. See kasutab kellasignaali andmete edastamiseks ja vastuvõtmiseks keskjuhtseadme (ülema) ja mitme välisseadme (alluvad) vahel. Erinevalt UART-kommunikatsioonist, mis on asünkroonne, sünkroniseerib kellasignaal andmeedastust.

KKK

• Kas ma saan espBerryga kasutada mis tahes Raspberry Pi HAT-i?
  EspBerry on loodud ühilduma mis tahes Raspberry Pi HAT-iga, ühendades selle pardal oleva 40-kontaktilise GPIO-päisega. Siiski ei pruugi see hõlmata kõiki turul saadaolevaid HAT-e. Lisateabe saamiseks vaadake espBerry skeemi.
• Millist programmeerimiskeelt saan espBerryga kasutada?
  EspBerry toetab programmeerimist populaarse Arduino IDE abil, mis pakub suurepäraseid programmeerimisvõimalusi.
• Kust ma leian lisateavet ja ressursse?
  Kuigi see kasutusjuhend sisaldab üksikasjalikku teavet, saate täiendavate ressursside saamiseks uurida ka veebipostitusi ja -artikleid. Kui vajate lisateavet või teil on ettepanekuid, võtke meiega julgelt ühendust.

Läbiview

• EspBerry DevBoard ühendab endas ESP32-DevKitC arendus plaat mis tahes Raspberry Pi HATiga, ühendades pardal oleva RPi-ühilduva 40-kontaktilise GPIO-päisega.
• EspBerry eesmärki ei tohiks pidada Raspberry Pi alternatiiviks, vaid ESP32 funktsionaalsuse laiendamiseks, kasutades turul laialdast RPi HAT-ide pakkumist ja kasutades edu.tage mitmest ja paindlikust riistvaravalikust.
• EspBerry on ideaalne lahendus prototüüpide loomiseks ja asjade Interneti (IoT) rakenduste jaoks, eriti nende jaoks, mis nõuavad traadita ühenduse võimalusi. Kõik avatud lähtekoodiga koodidamples võta advantage populaarsest Arduino IDE-st oma suurepäraste programmeerimisvõimalustega.
• Järgnevalt selgitame riist- ja tarkvarafunktsioone, sealhulgas kõiki üksikasju, mida peate teadma, et lisada valitud Raspberry HAT. Lisaks pakume riist- ja tarkvara kogumikkuamples to demonstreerib espBerry võimeid.
• Kuid me hoidume kordamast teavet, mis on juba saadaval muude ressursside, st veebipostituste ja artiklite kaudu. Kui leiame, et lisateavet on vaja, lisame teile õppimiseks viiteid.
  Märkus. Püüame väga kõvasti dokumenteerida iga detaili, mis võib olla meie klientidele oluline. Dokumentide koostamine võtab aga aega ja me pole alati täiuslikud. Kui vajate lisateavet või teil on ettepanekuid, võtke julgelt ühendust võtke meiega ühendust.

espBerry funktsioonid

• Protsessor: ESP32 DevKitC
  • 32-bitine Xtensa kahetuumaline @ 240 MHz
  • WiFi IEEE 802.11 b/g/n 2.4 GHz
  • Bluetooth 4.2 BR/EDR ja BLE
  • 520 kB SRAM (16 kB vahemälu jaoks)
  • 448 kB ROM
  • Programmeeritav USB A/mikro-USB B kaabliga
• Raspberry Pi ühilduv 40-pin GPIO päis
  • 20 GPIO
  • 2 x SPI
  • 1 x UART
• Sisendvõimsus: 5 VDC
  • Vastupidise polaarsuse kaitse
  • Ülepingetage Kaitse
  • Toitebarreli pistikupesa 2.00 mm ID (0.079ʺ), 5.50 mm OD (0.217ʺ)
  • Saadaval on 12/24 VDC valikud
• Töövahemik: -40°C ~ 85°C
  Märkus. Enamik RPi HAT-e töötab temperatuuril 0 °C ~ 50 °C
• Mõõdud: 95 mm x 56 mm – 3.75ʺ x 2.2ʺ
  Vastab Standardsed Raspberry Pi HAT mehaanilised spetsifikatsioonid…

Riistvara

• Üldiselt ühendab espBerry arendusplaat ESP32-DevKitC mooduli mis tahes Raspberry Pi HATiga, ühendades selle pardal oleva RPi-ühilduva 40-kontaktilise GPIO päisega.
• Kõige sagedamini kasutatavad ühendused ESP32 ja RPi HAT vahel on SPI ja UART port, nagu on selgitatud järgmistes peatükkides. Samuti oleme kaardistanud mitmeid GPIO (General Purpose Input Output) signaale. Täpsema teabe saamiseks kaardistamise kohta vaadake skeemi.
• Püüame väga hästi esitada head dokumentatsiooni. Siiski mõistke, et me ei saa selles kasutusjuhendis kõiki ESP32 üksikasju selgitada. Täpsema teabe saamiseks vaadake ESP32-DevKitC V4 alustamise juhend.

espBerry tahvli komponendid

Toiteallika pistik

• EspBerryt saab toita mitmest allikast:
  • Mikro-USB pistik ESP32 DevKitC moodulil
  • 5 V alalisvoolu pistikupesa 2.0 mm
  • 5 V alalisvoolu klemmiplokk
  • RPi HAT-iga ühendatud väline toiteallikas
• On olemas Raspberry Pi HAT-id, mis võimaldavad anda välist toidet (nt 12 V alalisvoolu) otse HAT-ile. Kui toite espBerryt selle välise toiteallika kaudu, peate määrama toiteallika valija hüppaja asendisse "EXT". Vastasel juhul peab see olema seatud olekusse "Pardal".
• EspBerryt on võimalik sisemiselt toita (“Pardal”), jättes samal ajal toite HAT-ile.

espBerry skeemid 

• EspBerry eesmärk oli kaardistada võimalikult palju signaale (GPIO, SPI, UART jne). See aga ei tähenda tingimata, et espBerry katab kõik turul saadaolevad HAT-id. Teie peamine allikas kohandamiseks ja oma HAT-i väljatöötamiseks peab olema espBerry skeem.

  

• Täielike espBerry skeemide (PDF) allalaadimiseks klõpsake siin.
• Lisaks oleme järgmistes peatükkides lisanud ESP32 DevKitC ja Raspberry Pi 40-pin GPIO päise pinouti.

ESP32 DevKiti pistik
Täielikuks view ülaltoodud pildist, klõpsake siin.

Raspberry Pi 40-pin GPIO päis

• Raspberry Pi võimas funktsioon on GPIO (üldotstarbeline sisend/väljund) tihvtide rida piki plaadi ülemist serva. 40-kontaktiline GPIO päis on kõigil praegustel Raspberry Pi plaatidel (asustamata plaatidel Raspberry Pi Zero, Raspberry Pi Zero W ja Raspberry Pi Zero 2 W). Enne mudelit Raspberry Pi 1 Model B+ (2014) sisaldasid plaadid lühemat 26-viigulist päist. Kõigi plaatide (sh Raspberry Pi 400) GPIO päise tihvtide samm on 0.1 tolli (2.54 mm).

  

• Lisateabe saamiseks vaadake Raspberry Pi riistvara – GPIO ja 40-pin päis.
• Lisateavet Raspberry Pi HATide kohta leiate aadressilt Lisaplaadid ja mütsid.

SPI-pordi ühendus

• SPI tähistab Serial Peripheral Interface’i, seeriaviisilist täisdupleks- ja sünkroonliidest. Sünkroonliides nõuab andmete edastamiseks ja vastuvõtmiseks kellasignaali. Kella signaal sünkroniseeritakse ühe keskjuhtseadme (“master”) ja mitme välisseadme (“slave”) vahel. Erinevalt UART-suhtlusest, mis on asünkroonne, kontrollib kellasignaal, millal andmeid tuleb saata ja millal need peaksid lugemiseks valmis olema.
• Ainult ülemseade saab juhtida kella ja anda kellasignaali kõigile alamseadmetele. Andmeid ei saa edastada ilma kellasignaalita. Nii ülem kui ka alam saavad omavahel andmeid vahetada. Aadressi dekodeerimine pole vajalik.
• ESP32-l on neli SPI siini, kuid kasutamiseks on saadaval ainult kaks ja neid tuntakse HSPI ja VSPI nime all. Nagu varem mainitud, on SPI-suhtluses alati üks kontroller (tuntud ka kui ülem), mis juhib teisi välisseadmeid (tuntud ka kui alluvaid). Saate konfigureerida ESP32 kas ülem- või alamseadmena.

  

• EspBerry vaike-IO-dele määratud signaalid:

  

• Allolev pilt näitab ESP32 mooduli SPI signaale RPi GPIO päisesse väljavõttena skeemist.

  

• Saadaval on mitut tüüpi ESP32 plaate. Muudel tahvlitel peale espBerry võivad olla erinevad SPI vaikeviigud, kuid teavet vaikeviikude kohta leiate nende andmelehelt. Kuid kui vaikimisi tihvte pole mainitud, leiate need Arduino visandi abil (kasutage esimest linki allpool).
• Lisateabe saamiseks vaadake:
  • ESP32 SPI õpetus Master Slave Communication Example…
  • Espressif GPIO Matrix ja IO_MUX…
• EspBerry kasutab vaikimisi VSPI-ühendust, mis tähendab, et kui kasutate vaikesignaale, ei tohiks teil probleeme tekkida. Pin määramise muutmiseks ja HSPI-le lülitumiseks on viise (nagu ülaltoodud viidetes selgitatud), kuid me pole neid espBerry stsenaariume uurinud.
• Vaadake ka meie jaotist SPI-pordi programmeerimine.

Jada (UART) pordi ühendus

• Lisaks USB-pordile on ESP32 arendusmoodulil kolm UART-liidest, st UART0, UART1 ja UART2, mis pakuvad asünkroonset sidet kiirusega kuni 5 Mbps. Neid jadaporte saab vastendada peaaegu iga viiguga. EspBerry puhul määrasime IO15 kui Rx ja IO16 kui Tx, mis on ühendatud 16-kontaktilise päise GPIO20 ja GPIO40-ga, nagu siin näidatud:

  

• Oleme otsustanud mitte kasutada ESP3 DevKiti standardseid RX/TX (GPIO1/GPIO32) signaale, kuna neid kasutatakse sageli Arduino IDE jadamonitori kaudu testprintimiseks. See võib häirida ESP32 ja RPi HATi vahelist sidet. Selle asemel peate kaardistama IO16 kui Rx ja IO15 kui Tx iga tarkvara kohta, nagu on selgitatud käesoleva juhendi jaotises Tarkvara.
• Vaadake ka meie jaotist jadaprogrammeerimise (UART) kohta.

Tarkvara

• Järgnevalt selgitame lühidalt espBerry kõige olulisemaid programmeerimise aspekte. Nagu käesolevas kasutusjuhendis eelnevalt mainitud, lisame veebiviited, kui peame vajalikuks lisateavet.
• Lisateabe saamiseks vaadake praktilist projekti samples, vaata ka meie ESP32 programmeerimise näpunäited.
• Lisaks on palju eksamples ESP32 programmeerimiskirjandus, mis on investeeringut väärt.
• Siiski soovitame tungivalt kasutada Elektroonilised projektid ESP8266 ja ESP32 abil, eriti teie traadita rakendusprojektide jaoks. Jah, tänapäeval on saadaval palju häid raamatuid ja tasuta veebiressursse, kuid see on raamat, mida me kasutame. See muutis meie lähenemise Bluetoothile, BLE-le ja WIFI-le imelihtsaks. Juhtmevabade rakenduste programmeerimine ilma probleemideta oli lõbus ja me jagame neid meiega web saidile.

  

Arduino IDE installimine ja ettevalmistamine

• Kõik meie programmeerimise samples on välja töötatud Arduino IDE (integreeritud arenduskeskkond) abil, kuna seda on lihtne paigaldada ja kasutada. Lisaks on ESP32 jaoks Internetis saadaval hulgaliselt Arduino visandeid.
• Installimiseks toimige järgmiselt.
  • 1. samm: Esimene samm oleks Arduino IDE allalaadimine ja installimine. Seda saab hõlpsasti teha, järgides linki https://www.arduino.cc/en/Main/Software ja laadides IDE tasuta alla. Kui teil see juba on, veenduge, et teil oleks uusim versioon.
  • 2. samm: Pärast installimist avage Arduino IDE ja minge aadressile Files -> Eelistused, et avada eelistuste aken ja leida „Lisatahvlite haldur URLs:” nagu allpool näidatud:

    

    • Tekstikast võib olla tühi või sisaldada juba mõnda muud URL kui olete seda varem teise tahvli jaoks kasutanud. Kui see on tühi, kleepige lihtsalt allolev URL tekstikasti.
      https://dl.espressif.com/dl/package_esp32_index.json
    • Kui tekstikast sisaldab juba mõnda muud URL lihtsalt lisa see URL eraldage mõlemad komaga (,). Meil oli Teensy juba olemas URL. Me just sisenesime URL ja lisas koma.
    • Kui olete valmis, klõpsake nuppu OK ja aken kaob.
  • 3. samm: Avage Tools -> Boards -> Board Managers, et avada juhatuse halduri aken ja otsida ESP32. Kui URL on õigesti kleebitud, teie aken peaks leidma alloleva installinupuga ekraani, klõpsake lihtsalt nuppu Installi ja teie plaat peaks installitud olema.

    
    Ülaltoodud ekraanipilt näitab ESP32 pärast selle installimist.

  • 4. samm: Enne programmeerimise alustamist peate valima sobiva ESP32 riistvara (valikuid on mitu). Liikuge jaotisse Tööriistad -> Tahvlid ja valige ESP32 arendusmoodul, nagu siin näidatud:

    

  • 5. samm: Avage seadmehaldur ja kontrollige, millisesse COM-porti teie ESP32 on ühendatud.

    

• EspBerry kasutamisel otsige üles Silicon Labs CP210x USB to UART Bridge. Meie seadistuses näitab see COM4. Minge tagasi Arduino IDE-sse ja jaotises Tööriistad -> Port valige port, millega teie ESP on ühendatud.

  

• Kui olete Arduino IDE-ga algaja, vaadake palun Arduino tarkvara (IDE) kasutamine.

SPI-pordi programmeerimine

• Alljärgnev on vaid lühiülevaadeview SPI programmeerimisest. SPI programmeerimine ei ole lihtne, kuid iga kord, kui alustame uut projekti, otsime koodi võrgust (nt github.com).
• Näiteks MCP2515 CAN-kontrolleri programmeerimiseks kasutame Cory Fowleri Arduino jaoks mõeldud MCP_CAN teegi modifitseeritud versiooni, st kasutame oma projekti jaoks tema teadmisi ja jõupingutusi.
• Sellegipoolest tasub kulutada aega, et mõista SPI programmeerimist algtasemel. Näiteks espBerryl on SPI-signaalid kaardistatud nii, nagu siin näidatud:

  

• Need sätted tuleb rakenduse koodis rakendada. ESP32-ga SPI programmeerimise kohta lisateabe saamiseks vaadake järgmisi ressursse:
  • ESP32 SPI-side: määrake kontaktid, mitu siiniliidest ja välisseadmed…
  • Kuidas kasutada SPI-d koos ESP32 ja Arduinoga…

Jadapordi (UART) programmeerimine

• EspBerry puhul määrasime IO15 kui Rx ja IO16 kui Tx, mis on ühendatud 16-kontaktilise päise GPIO20 ja GPIO40-ga.
• Oleme otsustanud mitte kasutada ESP3 DevKiti standardseid RX/TX (GPIO1/GPIO32) signaale, kuna neid kasutatakse sageli Arduino IDE jadamonitori kaudu testprintimiseks. See võib häirida ESP32 ja RPi HATi vahelist sidet. Selle asemel peate kaardistama IO16 kui Rx ja IO15 kui Tx iga tarkvara kohta.

  

• Ülaltoodud kood tähistab rakendust ntample kasutades Serial1.
• Kui töötate ESP32-ga Arduino IDE all, märkate, et Serial-käsk töötab hästi, kuid Serial1 ja Serial2 mitte. ESP32-l on kolm riistvaralist jadaporti, mida saab vastendada peaaegu iga viiguga. Serial1 ja Serial2 tööle saamiseks peate kaasama HardwareSerial klassi. Viitena vt ESP32, Arduino ja 3 riistvara jadaporti.
• Vaata ka meie postitust espBerry projekt: ESP32 CH9102F USB-UART kiibiga jadakiiruseks kuni 3Mbit/s.

ETTEVÕTTE KOHTA

• Autoriõigus © 2023 Copperhill Technologies Corporation – kõik õigused kaitstud
• https://espBerry.com
• https://copperhilltech.com

Dokumendid / Ressursid

espBerry ESP32 arendusplaat koos Raspberry Pi GPIO-ga [pdfKasutusjuhend ESP32 arendusplaat koos Raspberry Pi GPIO-ga, ESP32, arendusplaat koos Raspberry Pi GPIO-ga, tahvel koos Raspberry Pi GPIO-ga, Raspberry Pi GPIO-ga

Viited

• Kasutusjuhend